2019 Java 底层面试题上半场(第二篇)

2019 Java 底层面试题(第一篇) - 简书


Callable接口?

多线程第一种实现方式,继承Thread类

多线程第二种实现方式,实现Runnable接口

多线程第三种实现方式,实现Callable接口

多线程第四种实现方式,线程池ThreadPoolExcutor

package com.example.demo;

import java.util.concurrent.Callable;

import java.util.concurrent.FutureTask;

class MyThread implements Callable<Integer> {

    @Override

    public Integer call() throws Exception {

        System.out.println("**************** come in Callable");

        return 1024;

    }

}

public class CallableDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<>(new MyThread());

        new Thread(futureTask, "AA").start();

        int result01 = 100;

        int result02 = futureTask.get();//要求获得Callable线程的计算结果,如果没有计算完成就要去强求,会导致堵塞,直到计算完成

        System.out.println("**********result:" + (result01 + result02));

    }

}


为什么用线程池,优势?

线程池做的工作主要是控制运行的线程数量,处理过程中将任务放入队列,然后在线程创建后启动这些任务,如果线程数量超过了最大数量那么超出数量的线程将排队等候,等其他线程执行完毕,在从队列中取出任务来执行。

他的主要特点为:线程复用;控制最大并发数;管理线程;

第一:降低资源消耗。通过重复利用已创建的线程降低线程创建和销毁造成的消耗。

第二:提高响应速度。当任务到达时,任务可以不需要的等到线程创建就能立即执行。

第三:提高线程的可管理性。线程是稀缺资源,如果无限制的创建,不仅会消耗系统资源,还会降低系统稳定性,使用线程池可以进行统一的分配,调优和监控


Java获得多线程方式?

Executors.newFixedThreadPool();    执行长期的任务,性能好很多

Executors.newSingleThreadExecutor();    一个任务一个执行的场景

Executors.newCachedThreadPool();    适用:执行很多短期异步的小程序或者负载较的服务器

线程池 ThreadPoolExecutor

案例:

package com.example.demo;

import java.util.concurrent.ExecutorService;

import java.util.concurrent.Executors;

public class MyThreadPoolDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //ExecutorService threadPool = Executors.newFixedThreadPool(5);//一池5个处理线程、

        //ExecutorService threadPool = Executors.newSingleThreadExecutor();//一池1个处理线程

        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();//一池N个处理线程

        for (int i = 1; i <= 10; i++) {

            threadPool.execute(()->{

                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 办理业务");

            });

        }

    }

}


线程池 ThreadPoolExecutor 的几个重要参数介绍?

1)corePoolSize:线程池中的常驻核心线程数

    1.1)在创建了线程池后,当由请求任务来了之后,就会安排池中的线程去执行请求任务,近似理解为今日当值线程

    1.2)当线程池中的线程数目达到corePoolSize后,就会把到达的任务放到缓存队列中

2)maximumPoolSize:线程池能够容纳同时执行的最大线程数,次值必须大于等于1

3)keepAliveTime:多余的空闲线程的存活时间。

    3.1)当前线程池数量超过corePoolSize时,当空闲时间达到keepAliveTime值时,多余空闲线程会被销毁直到只剩下corePoolSize个线程为止

4)unit:keepAliveTime的单位

5)workQueue:任务队列,被提交但尚未被执行的任务

6)threadFactory:表示生成线程池中工作线程的线程工厂,用于创建线程一般用默认的即可。

7)handler:拒绝策略,表示当队列满了并且工作线程大于等于线程池的最大线程数(maximumPoolSize)时如何来拒绝


说说线程池的底层工作原理?

1. 在创建了线程池后,等待提交过来的任务请求。

2. 当调用execute()方法添加一个请求任务时,线程池会做如下判断:

    2.1 如果正在运行的线程数量小于corePoolSize,那么马上创建线程运行这个任务;

    2.2 如果正在运行的线程数量大于corePoolSize,那么将这个任务放入队列;

    2.3 如果这时候队列满了且正在运行的线程数量还小于maxmumPoolSize,那么还是要创建非核心线程立刻运行这个任务;

    2.4 如果队列满了且正在运行的线程数量大于或等于maximumPoolSize,那么线程池会启动饱和拒绝策略来执行。

3. 当一个线程完成任务时,他会从队列中取下一个任务来执行

4. 当一个线程无事可做超过一定的时间(keepAliveTime)时,线程池会判断:

    4.1 如果当前运行的线程数大于corePoolSize,那么这个线程就被停掉。

    4.2 所以线程池的所有任务完成后它最终会收缩到corePoolSize的大小。


线程池拒绝策略是什么?

等待队列也已经排满了,再也塞不下新任务了同时。

线程池中的max线程也达到了,无法继续为新任务服务。

这时候我们就需要拒绝策略机制合理的处理这个问题。


JDK内置的拒绝策略?

AbortPolicy(默认):直接抛出RejectedExecutionException异常阻止系统正常运行

CallerRunsPolicy:“调用者运行”一种调节机制,该策略既不会抛弃任务,也不会抛出异常,而是将某些任务回退到调用者

DiscardOldestPolicy:抛弃队列中等待最久的任务,然后把当前任务加入队列中尝试再次提交当前任务

DiscardPolicy:直接丢弃任务,不予任何处理也不抛出异常。如果允许任务丢失,这是最好的一种方案

以上内置拒绝策略均实现了RejectedExecutionHandler接口


你在工作中单一的/固定数的/可变的三种创建线程池的方法,你用那个多?

答案是一个都不用,我们生产上只能使用自定义的线程池

Executors中JDK已经给你提供了,为什么不用?

线程池不允许使用Executors去创建,而是通过ThreadPoolExecutor的方式

Executors返回的线程池对象弊端如下:

1)FixedThreadPool和SingleThreadPool

  允许的请求队列长度为Integer.MAX_VALUE,可能会堆积大量的请求,从而导致OOM

2)CachedThreadPool和ScheduledThreadPool

  允许创建线程数量为Integer.MAX_VALUE,可能会创建大量的线程,从而导致OOM


自定义过线程池使用?

package com.example.demo;

import java.util.concurrent.*;

public class MyThreadPoolDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        ExecutorService threadPool = new ThreadPoolExecutor(2, 5, 1L, TimeUnit.SECONDS, new LinkedBlockingQueue<>(3), Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());

        try {

            //模拟10个用户来办理业务,每个用户就是一个来自外部的请求线程

            for (int i = 1; i <= 9; i++) {

                threadPool.execute(()->{

                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"\t 办理业务");

                });

            }

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            threadPool.shutdown();

        }

    }

}


合理配置线程池你是如何考虑的?

CPU密集型

CPU密集的意思是该任务需要大量的运算,而没有阻塞,CPU一直全速运行。

CPU密集任务只有在真正的多核CPU上才可能得到加速(通过多线程)

而在单核CPU上,无论你开几个模拟的多线程任务都不可能得到加速,因为CPU总的运算能力就哪些。

CPU密集型任务配置尽可能少的线程数量:

一般公式:CPU核数+1个线程的线程池

IO密集型1

由于IO密集型任务线程并不是一直在执行任务,则应配置尽可能多的线程,入CPU核数 * 2

IO密集型2

IO密集型,即该任务需要大量的IO,即大量的阻塞

在单线程上运行IO密集型的任务会导致大量的CPU运算能力浪费在等待

所以在IO密集型任务中使用多线程可以大大的加速程序运行,即使在单核CPU上,这种加速主要就是利用了被浪费掉的组赛时间。

IO密集型时,大部分线程都阻塞,故需要多配置线程数:

参考公式:CPU核数 / 1 - 阻塞系数              阻塞系数在0.8~0.9之间

比如8核CPU:8 / 1 - 0.9 = 80个线程数


死锁是什么?

死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力干涉那它们都将无法推进下去,如果系统资源充足,进程的资源请求都能够得到满足,死锁出现的可能性就很低,否则就会因争夺有限的资源而陷入死锁。


产生死锁的主要原因?

系统资源不足

进程运行推进的顺序不合适

资源分配不当


实现一个死锁?

package com.example.demo;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

class HoldLockThread implements Runnable {

    private String lockA;

    private String lockB;

    public HoldLockThread(String lockA, String lockB) {

        this.lockA = lockA;

        this.lockB = lockB;

    }

    @Override

    public void run() {

        synchronized (lockA) {

            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 自己持有:" + lockA + "\t 尝试获得:" + lockB);

            try { TimeUnit.SECONDS.sleep(2); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

            synchronized (lockB){

                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t 自己持有:" + lockB + "\t 尝试获得:" + lockA);

            }

        }

    }

}

/**

* 死锁是指两个或两个以上的进程在执行过程中,因争夺资源而造成的一种互相等待的现象,若无外力干涉那它们都将无法推进下去

*/

public class DeadLockDemo {

    public static void main(String[] args) {

        String lockA = "lockA";

        String lockB = "lockB";

        new Thread(new HoldLockThread(lockA, lockB),"threadAAA").start();

        new Thread(new HoldLockThread(lockB, lockA),"threadBBB").start();

    }

}


如何解决死锁?

jps命令定位进程号

jps -l

jstack找到死锁查看

jstack 进程号


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